СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ГЕТЕРОГЕННОСТИ АНТИТЕЛ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СООТВЕТСТВУЮЩИХ АНТИТЕЛ Российский патент 2016 года по МПК C12P21/08 C07K1/36 C07K16/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способам улучшения получения белков, например крупномасштабного получения коммерческих белков, например получения антител с использованием модифицированного способа культивирования клеток, включающего фазу клеточного роста и фазу продуцирования полипептидов. Модифицированный способ культивирования клеток регулирует качественные характеристики процесса и рабочие параметры для получения полипептидных продуктов, у которых изменилось соотношение заряженных/основных вариантов. Настоящее описание относится к снижению гетерогенности в антителах. Конкретнее, в описании раскрыт способ выращивания клеток в системе для культивирования клеток, которая снижает гетерогенность среди заряженных вариантов путем снижения доли основных вариантов.

Предпосылки создания изобретения и известный уровень техники

Большую долю продуктов биотехнологии, являются ли они коммерчески доступными или разрабатываются, составляют белковые терапевтические средства. Поэтому имеется постоянно возрастающая потребность в получении белков в клеточных культурах, например культурах животных клеток, и в улучшенных способах, относящихся к такому получению. Так, существенная часть исследований фокусируется на условиях культивирования животных клеток и способах, которые могут оптимизировать выход полипептидов, т.е. условиях и способах, в которых поддерживается высокая плотность клеток и высокий белковый титр.

В биофармацевтических моноклональных антителах часто наблюдается С-концевая вариация лизина. Гетерогенность моноклональных антител может быть связана с различными факторами, такими как аминоконцевые модификации (например, для пироглутамата), неполный процессинг С-конца, деамидирование аспарагина, фосфорилирование, гликозилирование, окисление, мутации и т.д. Подобные вариации происходят во многих типах белков и могут влиять на их активность и устойчивость в биотерапевтических средствах. Однородность антител является важной качественной характеристикой антител и считается существенной для безопасности и эффективности лекарственных средств согласно требованиям FDA и других контролирующих органов.

Показано, что моноклональные антитела имеют С-концевую гетерогенность за счет либо аргинина (Arg), либо лизина (lys) с С-конца. Когда такие С-концевые варианты МАb обрабатывают экзопептидазой карбоксипептидазой В, Arg и Lys отщепляются от С-конца обеих субъединиц антитела, что элиминирует С-концевую гетерогенность.

Карбоксипептидазы (CP) представляют собой ферменты, которые катализируют гидролиз С-концевой пептидной связи в пептидах и белках. Удаление одной или нескольких аминокислот из С-конца пептида или белка может оказать сильное влияние на биологическую активность такой молекулы. Гетерогенность MAb обычно имеет место из-за различных модификаций, вводимых в период жизни молекул от момента синтеза до момента полного выведения из организма. Исследование модификаций терапевтического средства является важным, так как существует возможность влияния на активность/безопасность препарата, что в итоге может привести к потере эффективности и повышенному риску возникновения вредного побочного эффекта.

В патенте США №5126250 раскрывается способ снижения гетереогенности антител, секретированных из клеток, продуцирующих антитела.

Сущность изобретения

Соответственно, настоящее изобретение относится к способу снижения гетерогенности антител, полученных путем культивирования клеток, который включает добавление двухвалентных ионов переходных металлов в культуральную среду для продукции антител, или изменение осмотического давления культуральной среды, или их комбинацию для получения указанных антител с пониженной гетерогенностью, и к способу получения антител с пониженной гетерогенностью, причем указанный способ включает этапы (а) культивирования клеток в культуральной среде для продуцирования антител и добавления в культуральную среду двухвалентных ионов переходных металлов, или изменения осмотического давления культуральной среды, или их комбинацию и (b) извлечения из культуральной среды антител с пониженной гетерогенностью.

Краткое описание прилагаемых фигур

Для того чтобы описание было легче понять и перенести описанное здесь на практику, можно обратиться к примерам осуществления, которые проиллюстрированы прилагающимися фигурами. Фигуры вместе с нижерасположенным подробным описанием включены в описание как его часть или служат для дополнительной иллюстрации вариантов изобретения и для пояснения различных принципов и преимуществ настоящего изобретения.

На фигуре 1 показано различие в % основных вариантов в присутствии и в отсутствие ионов цинка на момент 264 час, т.е. на 11 день (антитела 1).

На фигуре 2а показано различие в % основных вариантов в присутствии и в отсутствие ионов цинка на момент 168 час, т.е. на 7 день (антитела 1).

На фигуре 2b показано различие в % основных вариантов в присутствии и в отсутствие ионов магния на момент 168 час, т.е. на 7 день (антитела 1).

На фигуре 3 показано различие в % основных вариантов в среде с низким осмотическим давлением (240-260 мОсм/кг (mOsm/kg)) с ионами цинка и продуцирующей средой с осмотическим давлением 320 мОсм/кг на момент 168 час, т.е. на 7 день (антитела 1).

На фигуре 4 показано различие в % основных вариантов в присутствии и в отсутствие ионов цинка на момент 168 час, т.е. на 7 день (антитела 2).

На фигуре 5 показано различие в % основных вариантов в среде с низким осмотическим давлением (240-260 мОсм/кг) с ионами цинка и продуцирующей среде с интервалом осмотического давления (310-320 мОсм/кг) (антитела 3).

На фигуре 6 показано различие в % всех основных вариантов с различным начальным осмотическим давлением среды (антитела 1).

На фигуре 7 показано различие в % основных вариантов в присутствии и в отсутствие ионов цинка (1 мМ) на момент 168 час, т.е. на 7 день (антитела 1).

На фигуре 8 показано различие в % основных вариантов в присутствии и в отсутствие ионов цинка (0,5 мМ) на момент 168 час, т.е. на 7 день (антитела 1).

На фигуре 9 показано различие в % основных вариантов в присутствии и в отсутствие ионов цинка на момент 168 час, т.е. на 7 день (антитела 3).

На фигуре 10 показано различие в % основных вариантов в присутствии и в отсутствие ионов цинка на момент 168 час, т.е. на 7 день (антитела 4).

На фигуре 11 показано различие в % основных вариантов в присутствии и в отсутствие ионов цинка на момент 168 час, т.е. на 7 день (антитела 1).

На фигуре 12 показано различие в % основных вариантов в присутствии и в отсутствие ионов цинка на момент 192 час, т.е. на 8 день (антитела 3).

Примечание: в контрольные образцы ионы цинка не вводят.

Подробное описание раскрытия

Настоящее изобретение относится к способу снижения гетерогенности антител, полученных путем культивирования клеток, который включает добавление ионов металлов в культуральную среду, продуцирующую антитела, или изменение осмотического давления культуральной среды или их комбинацию для получения указанных антител с пониженной гетерогенностью.

В одном воплощении настоящего изобретения гетерогенность имеет место из-за доли заряженных вариантов антител, и при этом снижение гетерогенности осуществляют путем уменьшения доли антител с лизиновым остатком на С-конце.

В другом воплощении настоящего изобретения путем осуществления указанного способа снижается гетерогенность для доли антител, колеблющейся от примерно 75% до примерно 100%.

В еще одном воплощении настоящего изобретения антитела являются антителами, встречающимися в природе, или рекомбинантными антителами, выбранными из группы, включающей моноклональные антитела, модифицированные антитела, производные антител и фрагменты антител или их любую комбинацию.

В еще одном воплощении настоящего изобретения гетерогенность снижают путем уменьшения доли основных вариантов антител на от примерно 3% до примерно 30% и возрастания отношения основной пик/0 лизин на от примерно 5% до примерно 25%.

В еще одном воплощении настоящего изобретения двухвалентный ион переходного металла представляет собой Zn⁺² в концентрации, колеблющейся от примерно 0,05 мМ до примерно 1,5 мМ.

В еще одном воплощении настоящего изобретения осмотическое давление культуральной среды изменяют для обеспечения осмотического давления, колеблющегося от примерно 240 мОсм/кг до примерно 260 мОсм/кг.

В еще одном воплощении настоящего изобретения культивирование представляет собой периодическое культивирование с подпиткой и включает культивирование клеток млекопитающих, предпочтительно культивирование линии клеток яичника китайского хомячка (СНО).

В еще одном воплощении настоящего изобретения добавление ионов металла осуществляют во время культивирования клеток, первый раз во время фазы клеточного роста и второй раз во время фазы продуцирования полипептидов; или добавление ионов металла осуществляют на начальной фазе перед указанным культивированием клеток.

Настоящее изобретение также относится к способу получения антител с пониженной гетерогенностью, причем указанный способ включает действия (а) культивирования клеток в культуральной среде для продуцирования антител и добавления в культуральную среду двухвалентных ионов переходных металлов, или изменения осмотического давления культуральной среды, или их комбинацию и (b) извлечения из культуральной среды антител с пониженной гетерогенностью.

В одном воплощении настоящего изобретения клетки культивируют в концентрации, колеблющейся от примерно 0,5×10⁶ клеток/мл до примерно 0,6×10⁶ клеток/мл.

В другом воплощении настоящего изобретения культивирование осуществляют при температурах, колеблющихся от примерно 36°С до примерно 38°С.

В еще одном воплощении настоящего изобретения антитела являются антителами, встречающимися в природе, или рекомбинантными антителами, выбранными из группы, включающей моноклональные антитела, модифицированные антитела, производные антител и фрагменты антител или их любую комбинацию.

В еще одном воплощении настоящего изобретения гетерогенность имеет место из-за доли заряженных вариантов антител, и при этом снижение гетерогенности осуществляют путем уменьшения доли антител с лизиновым остатком на С-конце.

В еще одном воплощении настоящего изобретения путем осуществления указанного способа снижают гетерогенность для доли антител, колеблющейся от примерно 75% до примерно 100%.

В еще одном воплощении настоящего изобретения гетерогенность снижают путем уменьшения доли основных вариантов антител на от примерно 3% до примерно 30% и возрастания отношения основной пик/0 лизин на от примерно 5% до примерно 25%.

В еще одном воплощении настоящего изобретения культивирование представляет собой периодическое культивирование с подпиткой и включает культивирование клеток млекопитающих, предпочтительно культивирование клеточной линии яичника китайского хомячка (СНО).

В еще одном воплощении настоящего изобретения ион металла представляет собой Zn⁺² в концентрации, колеблющейся от примерно 0,05 мМ до примерно 1,5 мМ.

В еще одном воплощении настоящего изобретения осмотическое давление культуральной среды изменяют для обеспечения осмотического давления, колеблющегося от примерно 240 мОсм/кг до примерно 260 мОсм/кг.

В еще одном воплощении настоящего изобретения добавление ионов металла осуществляют во время культивирования, во-первых, первый раз во время фазы клеточного роста и второй раз во время фазы продуцирования полипептидов при температурах, колеблющихся от примерно 30°С до примерно 32°С, или добавление ионов металла осуществляют на начальной фазе перед указанным культивированием клеток.

В еще одном воплощении настоящего изобретения в фазе клеточного роста концентрация клеток колеблется от примерно 12×10⁶ клеток/мл до примерно 13×10⁶ клеток/мл, и при этом в фазе продуцирования полипептида концентрация клеток колеблется от примерно 13×10⁶ клеток/мл до примерно 15×10⁶ клеток/мл.

В еще одном воплощении настоящего изобретения двухвалентные ионы цинка предпочтительно используют в форме гептагидрата сульфата цинка. Другие соединения цинка могут включать, но не ограничиваются указанным, ZnH₂, Zn(OH)₂, Zn(NO₃)₂·6H₂O и ZnCl₂.

В одном воплощении настоящего изобретения снижение гетерогенности осуществляют путем уменьшения доли антител с лизиновым остатком на С-конце без использования фермента для удаления лизиновых остатков.

Настоящее изобретение преодолевает ограничения известного уровня техники в отношении способа снижения гетерогенности антител. Целью настоящего изобретения являются способы улучшения получения белка, т.е. крупномасштабного получения белка, например получения антител, с использованием модифицированного способа культивирования клеток, включающего фазу клеточного роста и фазу продуцирования полипептидов.

В соответствии с другим вариантом настоящего изобретения количество основных вариантов антител уменьшают путем добавления ионов металла, подобных ионам цинк⁺².

В соответствии с еще одним вариантом настоящего изобретения концентрация ионов цинка находится в интервале 0,05-1,5 мМ.

В соответствии с еще одним вариантом настоящего изобретения количество основных вариантов антител уменьшают путем снижения осмотического давления производственных питательных сред.

Еще один объект настоящего изобретения заключается в способе выращивания клеток в системе культивирования, которая снижает гетерогенность среди заряженных вариантов путем возрастания образования главный пик/0 лизин, при этом в С-концах любых цепей антитела имеется, по существу, ноль лизинов.

Еще одной целью настоящего изобретения является уменьшение основного варианта в клеточной культуральной среде на 3-30%.

Соответственно, настоящее изобретение относится к способам улучшения получения белка, например крупномасштабного коммерческого получения белка, например, получения антител, с использованием модифицированного способа культивирования клеток, включающего фазу клеточного роста и фазу продуцирования полипептидов.

Настоящее изобретение также относится к снижению микрогетерогенности в антителах. Конкретнее, изобретение включает способ выращивания клеток в системе культивирования клеток, которая снижает гетерогенность среди заряженных вариантов путем уменьшения образования основных вариантов.

Настоящее изобретение относится к способу получения моноклональных антител с измененной долей основных вариантов путем культивирования клеток млекопитающих и извлечения MAb из культуральной среды и/или клеток.

В одном воплощении настоящего изобретения количество основных вариантов антител уменьшают путем добавления ионов металла, подобных ионам цинк⁺², в интервале 0,05-1,5 мМ и путем использования производственных питательных сред с осмотическим давлением в интервале 240-260 мОсм/кг.

В еще одном воплощении настоящего изобретения снижается % основных вариантов антитела, которые обычно связаны со стандартной процедурой получения. Преимущественно изобретение обеспечивает экономическую и коммерческую выгоду, возникшую благодаря получению большего количества продукта нужного качества, в особенности, в случае биоподобных антител.

Определение терминов

Термин «антитело» включает антитела или производные антител или их фрагменты, и характеристики антител также применяют к препаратам антитела настоящего изобретения. К фрагментам антител, функциональным эквивалентам или гомологам антител относят любой полипептид, который включает связывающий домен иммуноглобулина, или пептиды, имитирующие данный связывающий домен вместе с Fc-областью или областью, гомологичной Fc-области или, по меньшей мере, ее части. Химерные молекулы, включающие связывающий домен иммуноглобулина, или эквиваленты, слитые с другим полипептидом, также включены.

Типичные молекулы антител представляют собой интактные молекулы иммуноглобулина и те части иммуноглобулина, которые содержат паратоп, включая те части молекулы, которые известны как Fab, Fab′, F(ab′)2, Fc и F(v), а также структуру N-гликана.

Антитело описывают как функциональный компонент сыворотки, и этот термин часто относят или к набору молекул (антител или иммуноглобулинов, фрагментам и т.п.), или к одной молекуле (к молекуле антитела или молекуле иммуноглобулина). Молекула антитела способна связываться или взаимодействовать со специфической антигенной детерминантой (антигеном или эпитопом антигена), что, в свою очередь, может привести к индукции иммунологических эффекторных механизмов. Индивидуальную молекулу антитела обычно рассматривают как моноспецифическую, а композиция молекул антител может быть как моноклональной (т.е. состоящей из идентичных молекул антитела) или поликлональной (т.е. состоящей из разных молекул антител, реагирующих с одним и тем же или с различными эпитопами на одном и том же антигене или на отдельных, различных антигенах). Отдельные и различные молекулы антител, составляющие поликлональное антитело, могут быть названы «члены». Каждая молекула антитела обладает уникальной структурой, которая дает ей возможность специфически связываться с соответствующим ей антигеном, и все природные молекулы антител, в целом, имеют одинаковую основную структуру, состоящую из двух идентичных легких цепей и двух идентичных тяжелых цепей. Гетерогенность определяется как феномен, при котором секретированные антитела имеют различные дискретные биохимические формы, такие как дополнительная аминокислота или кислоты на карбокси-конце одной или обеих тяжелых цепей антитела, или как модификация аминокислоты, что вызывает различие в общем распределении заряда антитела, и другие.

Как применены в настоящем документе, выражения «полипептид» или «полипептидный продукт» представляют собой синонимы терминов «белок» и «белковый продукт», соответственно, и, как это обычно понимают в данной области техники, относятся, по меньшей мере, к одной цепи аминокислот, последовательно связанных посредством пептидных связей. В определенных воплощениях, «представляющий интерес белок» или «представляющий интерес полипептид» или тому подобное представляет собой белок, кодируемый экзогенной молекулой нуклеиновой кислоты, которой была трансформирована клетка-хозяин. В определенных воплощениях, в которых экзогенная ДНК, которой была трансформирована клетка-хозяин, кодирует «представляющий интерес белок», последовательность нуклеиновой кислоты экзогенной DNA определяет последовательность аминокислот. В определенных воплощениях, «представляющий интерес белок» представляет собой белок, кодируемый молекулой нуклеиновой кислоты, которая эндогенна по отношению к клетке-хозяину. В определенных воплощениях, экспрессию такого эндогенного представляющего интерес белка изменяют путем трансфекции в клетку-хозяина молекулы экзогенной нуклеиновой кислоты, которая, например, может содержать одну или несколько регуляторных последовательностей и/или кодирует белок, который увеличивает экспрессию представляющего интерес белка.

В настоящем документе, термин «вариант антитела» относится к антителу, имеющему последовательность аминокислот, которая отличается от аминокислотной последовательности исходного антитела. Предпочтительно, вариант антитела включает вариабельный домен тяжелой цепи или вариабельный домен легкой цепи, имеющий аминокислотную последовательность, которая не встречается в природе. Такие варианты обязательно имеют менее чем 100% идентичности или сходства в последовательности с родительским антителом. В предпочтительном воплощении, вариант антитела будет иметь аминокислотную последовательность с от примерно 75% до менее чем 100% идентичности или сходства аминокислотной последовательности с аминокислотной последовательностью вариабельного домена или тяжелой, или легкой цепи исходного антитела, более предпочтительно, от примерно 80% до менее чем 100%, более предпочтительно, от примерно 85% до менее чем 100%, более предпочтительно, от примерно 90% до менее чем 100%, и наиболее предпочтительно, от примерно 95% до менее чем 100%. Идентичность или сходство по отношению к данной последовательности определяют в настоящем документе как процент аминокислотных остатков в последовательности-кандидате, который идентичен (т.е. тот же самый остаток) остаткам исходного антитела, после выравнивания последовательностей и введения, при необходимости, разрывов для достижения максимального процента идентичности последовательности. Термины «среда», «среда для культивирования клеток» и «культуральная среда», как применены в настоящем документе, относятся к раствору, содержащему питательные вещества, которые питают растущие животные клетки, например клетки млекопитающих, и также могут относиться к среде вместе с клетками (Например, могут использоваться коммерчески доступные среды, такие как культуральные среды Hyclone CDM4NS0, Hyclone CDM4Mab, Invitrogen CDOptiCHO и Lonza Power CHO).

Предпочтительными клетками-хозяевами млекопитающих являются клетки СНО, и предпочтительным типом ферментации является периодическая ферментация с подпиткой. Примерами других клеточных линий являются NS0 (несекретирующие) и ВНК (почки детеныша хомяка).

Способы и векторы для генной инженерии клеток и/или клеточных линий для экспрессии белка, представляющего интерес, хорошо известны специалистам в данной области техники. Методы генной инженерии включают, но не ограничиваются перечисленным, экспрессирующие векторы, направленную гомологичную рекомбинацию и активацию генов. Необязательно белки экспрессируются под контролем гетерологичного регуляторного элемента, такого как, например, промотор, который в природе не направляет продуцирование такого полипептида. Например, промотор может представлять собой сильный вирусный промотор (например, CMV, SV40), который направляет экспрессию полипептида млекопитающего. Клетка-хозяин может или не может продуцировать этот белок в природе. Например, клетка-хозяин может представлять собой клетку СНО, которая создана методами генной инженерией для продуцирования белка, что означает, что в клетку СНО введена нуклеиновая кислота, кодирующая белок.

Специалисту в данной области техники известно, при какой температуре и/или концентрации следует культивировать определенную клеточную линию. Например, большинство клеток млекопитающих, например клетки СНО, хорошо растут в интервале температур от примерно 35°С до 39°С, предпочтительно, при 37°С, в то время как клетки насекомых как правило, культивируют при 27°С.

В одном воплощении раскрытия белок, полученный с использованием способа по изобретению, представляет собой антитело или его антигенсвязывающий фрагмент. Используемый в данном случае термин «антитело» включает белок, включающий, по меньшей мере, один, как правило, два домена VH или их части и/или, по меньшей мере, один, как правило, два домена VL или их части. В некоторых воплощениях антитело представляет собой тетрамер из двух тяжелых цепей иммуноглобулина и двух легких цепей иммуноглобулина, при этом тяжелые и легкие цепи иммуноглобулина взаимосвязаны, например, дисульфидными связями. Антитела или их части могут быть получены из любого источника, включая, но не ограничиваясь перечисленным, грызуна, примата (например, человека и примата, не являющегося человеком), акулы и т.д., или они могут быть получены рекомбинантно, например химерные, гуманизированные и/или созданными in vitro, например, способами, хорошо известными специалистам в данной области техники.

В предпочтительном воплощении культивирование клеток по настоящему раскрытию выполняют во встряхиваемой колбе (рабочий объем 30 мл) и/или биореакторе (1 л/50 л) и используют периодический способ с подпиткой. При культивировании с подпиткой сначала подают клетки-хозяева млекопитающих и культуральную среду с осмотическим давлением 300-310 мОсм/кг и периодически добавляют питательные вещества (аминокислоты, глюкозу и витамины). Цикл производственной ферментации начинают с начального числа клеток 0,5-0,6×10⁶ клеток/мл при 37±1°С и первые 3-4 суток предназначают для роста клеток. Следующая стадия включает понижение температуры до 31±1°С и добавление ионов цинка дважды с промежутком, так что общее количество добавки доходит до 0,05-1,5 мМ (одна доза во время фазы роста на 3^ий/4^ый день и другая доза во время фазы продуцирования на 6^ой/7^ой/8^ой день). В препарате антител в соответствии с воплощениями настоящего изобретения предпочтительно, по меньшей мере, 90%, предпочтительно, по меньшей мере, 95%, предпочтительнее, по меньшей мере, 99%, наиболее предпочтительно, 100% модифицированных антител, их производных или фрагментов утрачивают С-концевой остаток лизина, в частности, определенный по сумме тяжелых цепей (которые обычно могут включать лизин). Так как антитела могут иметь больше цепей, которые потенциально включают С-концевой лизин, следует иметь в виду, что количественный процент утраты лизина относится ко всем цепям, которые потенциально имеют С-концевой лизин. Показано, что моноклональные антитела являются гетерогенными в случае наличия С-концевого лизина.

В другом воплощении культивирование клеток по настоящему изобретению выполняют во встряхиваемой колбе (рабочий объем 30 мл) и/или биореакторе (1 л/50 л) и используют периодический способ с подпиткой. При предпочтительном культивировании с подпиткой сначала подают клетки-хозяева млекопитающих и культуральную среду с пониженным осмотическим давлением 240-260 мОсм/кг, и периодически добавляют питательные вещества (аминокислоты, глюкозу и витамины). Осмотическое давление среды снижают путем разбавления сред Milli/WFI. Цикл производственной ферментации начинают с начального числа клеток 0,5-0,6×10⁶ клеток/мл при 37±1°С и первые 3-4 суток предназначают для роста клеток. Следующая стадия включает понижение температуры до 31±1°С и добавление ионов цинка дважды с промежутком в концентрации 0,1 мМ (одна доза во время фазы роста на 3^ий/4^ый день и другая доза во время фазы продуцирования на 5^ый/6^ой/7^ой/80^ой день). В препарате антител в соответствии с воплощениями настоящего изобретения предпочтительно, по меньшей мере, 90%, предпочтительно, по меньшей мере, 95%, предпочтительнее, по меньшей мере, 99%, наиболее предпочтительно, 100% модифицированных антител, их производных или фрагментов утрачивают С-концевой остаток лизина, в частности, определенный по сумме тяжелых цепей (которые обычно могут включать лизин). Так как антитела могут иметь больше цепей, которые потенциально включают С-концевой лизин, следует иметь в виду, что количественный процент утраты лизина относится ко всем цепям, которые потенциально имеют С-концевой лизин. Показано, что моноклональные антитела являются гетерогенными в случае наличия С-концевого лизина.

Следующие описания конкретных воплощений настоящего изобретения представлены для целей иллюстрации и описания. Они не предназначены для того, чтобы быть исчерпывающими или ограничивать изобретение определенными раскрытыми формами. С учетом вышеизложенных идей возможны различные модификации и вариации. Кроме того, многие модификации могут быть сделаны для адаптации конкретной ситуации, материала, состава вещества, способа, стадии или стадий способа к цели, духу и объему настоящего изобретения. Все такие модификации должны находиться в пределах объема прилагаемой формулы изобретения.

Далее, технология настоящей заявки будет детально представлена с помощью следующих примеров. Однако примеры не должны быть истолкованы как ограничивающие объем изобретения

Примеры

В настоящем изобретении раскрывается получение антител со сниженной гетерогенностью. Антитело-1 представляет собой гуманизированное моноклональное антитело, которое ингибирует сосудистый эндотелиальный фактор роста A (VEGF-A). Антитело-2 представляет собой моноклональное антитело, которое препятствует рецептору HER2/neu (антитело против her 2). Антитело-3 представляет собой гуманизированное моноклональное антитело, которое ингибирует TNF, и антитело-4 представляет собой антитело против CD6.

Пример 1

Использование ионов цинка для уменьшения основных вариантов или возрастания соотношения главный пик/0 лизин антитела-1

Обеспечивают культуральные среды с осмотическим давлением 300-310 мОсм/кг которые инокулируют клетками в концентрации 0,5-0,6×10⁶/мл и позволяют им расти. Когда количество клеток на 4^ый день достигает 12-13×10⁶/мл, температуру изменяют с 37°С на 31°С. Первую дозу цинка загружают в концентрации 0,1 мМ. На 8^ой день загружают еще одну дозу цинка в концентрации 0,1 мМ, когда количество клеток достигнет 13-15×10⁶/мл. Процесс проводят до 11^го дня. Наблюдаемая гетерогенность приводится в таблице ниже.

Пример 2

Использование ионов цинка для уменьшения основных вариантов или возрастания соотношения главный пик/0 лизин антитела-1

Культивирование клеток выполняют по типу периодического культивирования с подпиткой. При периодическом культивировании с подпиткой сначала обеспечивают клетки-хозяева млекопитающих и культуральную среду и периодически добавляют питательные вещества. Культуральные среды инокулируют клетками в концентрации 0,5-0,6×10⁶/мл и позволяют им расти. Когда количество клеток достигает 12-13×10⁶/мл (на 3^ий день), температуру изменяют с 37°С на 31°С, и затем загружают первую дозу ионов цинка в концентрации 0,1 мМ. Другую дозу в концентрации 0,1 мМ загружают, когда количество клеток достигнет 13-15×10⁶/мл (на 6^ой день), и проводят процесс в колбе еще до 7^ого дня. В другую культуральную среду загружают ионы магния, которые не показывают различия в отношении основных вариантов, и данный пример приводится как отрицательный контроль. Наблюдаемая гетерогенность приводится в таблице ниже.

Пример 3

Использование производственных питательных сред с низким осмотическим давлением с ионами цинка для уменьшения основных вариантов или возрастания соотношения главный пик/0 лизин антитела 1

Культивирование клеток выполняют по типу периодического культивирования с подпиткой. При культивировании сначала обеспечивают клетки-хозяева млекопитающих и культуральную среду с низким осмотическим давлением и периодически добавляют питательные вещества. Культуральные среды инокулируют клетками в концентрации 0,5-0,6×10⁶/мл и позволяют им расти. Когда количество клеток достигает 12-13×10⁶/мл (на 3^ий день), температуру изменяют с 37°С на 31°С, и затем загружают первую дозу ионов цинка в концентрации 0,1 мМ. Еще одну дозу в концентрации 0,1 мМ загружают, когда количество клеток достигнет 13-15×10⁶/мл (на 6^ой день), и проводят ферментацию еще до 7^ого дня. Наблюдаемое осмотическое давление приводится в таблице ниже.

Пример 4

Использование ионов цинка для уменьшения основных вариантов или возрастания соотношения главный пик/0 лизин антитела-2

Культивирование клеток выполняют по типу периодического культивирования с подпиткой. Сначала обеспечивают культуры клеток-хозяев млекопитающих и культуральную среду (с низким осмотическим давлением) и периодически добавляют питательные вещества. Культуральные среды инокулируют клетками в концентрации 0,5-0,6×10⁶/мл и позволяют им расти. Когда количество клеток достигает 12-13×10⁶/мл (на 3^ий день), температуру изменяют с 37°С на 31°С, и затем загружают первую дозу ионов цинка в концентрации 0,1 мМ. Еще одну дозу в концентрации 0,1 мМ добавляют, когда количество клеток достигнет 13-15×10⁶/мл (на 6^ой день), и проводят ферментацию еще до 7^ого дня. Наблюдаемая гетерогенность приводится в таблице ниже.

Пример 5

Использование производственных питательных сред с низким осмотическим давлением для уменьшения основных вариантов или возрастания отношения главный пик/0 лизин антитела 3

Культивирование клеток выполняют в промышленном биореакторе, и используют тип периодического культивирования с подпиткой. При культивировании с подпиткой сначала подают клетки-хозяева млекопитающих и культуральную среду с низким осмотическим давлением и периодически добавляют питательные вещества. В данном опыте биореактор инокулируют клетками в концентрации 0,5-0,6×10⁶/мл и позволяют им расти. Когда количество клеток достигает 12-13×10⁶/мл (на 3^ий день), температуру изменяют с 37°С на 31°С, и затем загружают первую дозу ионов цинка в концентрации 0,1 мМ. Еще одну дозу в концентрации 0,1 мМ загружают, когда количество клеток достигнет 13-15×10⁶/мл (на 5^ый день), и проводят ферментацию еще до 12^ого дня.

Наблюдаемое осмотическое давление приводится в таблице ниже.

Пример 6

Использование производственных питательных сред с низким осмотическим давлением для уменьшения основных вариантов или возрастания отношения главный пик/0 лизин антитела 1

Культивирование клеток выполняют по типу периодического с подпиткой. При периодическом культивировании с подпиткой сначала подают клетки-хозяева млекопитающих и культуральную среду с низким осмотическим давлением и периодически добавляют питательные вещества. Используют три среды с различными уровнями начального осмотического давления. Культуральные среды инокулируют клетками в концентрации 0,5-0,6×10⁶/мл и позволяют им расти. Периодическое культивирование допускают еще до 7^ого дня. Культуральные среды показывают, что при снижении осмотического давления начальной среды имеет место снижение общего % основных вариантов. Различия в профиле роста клеточной линии не отмечают. Наблюдаемое снижение количества основных вариантов со снижением осмотического давления приводится в таблице ниже.

Пример 7

Использование ионов цинка для уменьшения основных вариантов или повышения отношения главный пик/0 лизин антитела 1

Культивирование клеток выполняют по типу периодического с подпиткой. При периодическом культивировании с подпиткой сначала подают клетки-хозяева млекопитающих и культуральную среду (включая 1 мМ ионов цинка) и периодически добавляют питательные вещества. Культуральные среды инокулируют клетками в концентрации 0,5-0,6×10⁶/мл и позволяют им расти. Когда количество клеток достигает 12-13×10⁶/мл, температуру изменяют с 37°С на 31°С, и проводят процесс в колбе еще до 7^ого дня. Наблюдаемое снижение гетерогенности приводится в таблице ниже.

Пример 8

Использование ионов цинка для уменьшения основных вариантов или повышения отношения главный пик/0 лизин антитела 1

Культивирование клеток выполняют по типу периодического с подпиткой. Культуральные среды с 0,5 мМ ионов цинка инокулируют 0,5-0,6×10⁶/мл клеток, и в культуру периодически добавляют питательные вещества. По достижении числа клеток 12-13×10⁶/мл температуру изменяют с 37°С на 31°С, и проводят ферментацию еще до 7^ого дня. Наблюдаемое снижение гетерогенности приводится в таблице ниже.

Пример 9

Использование ионов цинка для уменьшения основных вариантов или повышения отношения главный пик/0 лизин антитела-3

Культивирование клеток выполняют с использованием периодического типа культивирования с подпиткой. Культуральные среды инокулируют клетками в концентрации 0,5-0,6×10⁶/мл и позволяют им расти. По достижении числа клеток 12-13×10⁶/мл температуру изменяют с 37°С на 31°С, и загружают первую дозу ионов цинка в концентрации 0,1 мМ, и другую дозу загружают в 6^ой день, и проводят процесс еще до 7^ого дня. Наблюдаемая гетерогенность приводится в таблице ниже.

Пример 10

Использование ионов цинка для уменьшения основных вариантов или повышения отношения главный пик/0 лизин антитела-4

Культивирование клеток выполняют по типу периодического культивирования с подпиткой. При периодическом культивировании с подпиткой сначала подают клетки-хозяева млекопитающих и культуральную среду и периодически добавляют питательные вещества. Культуральные среды инокулируют клетками в концентрации 0,5-0,6×10⁶/мл и позволяют им расти. Когда количество клеток достигает 12-13×10⁶/мл (на 3^ий день), температуру изменяют с 37°С на 31°С, и загружают первую дозу ионов цинка в концентрации 0,1 мМ, а затем загружают другую дозу в концентрации 0,1 мМ, когда количество клеток достигает 13-15×10⁶/мл (на 6^ой день), и проводят ферментацию еще до 7^ого дня. Наблюдаемое снижение гетерогенности приводится в таблице ниже.

Пример 11

Использование ионов цинка для уменьшения основных вариантов или повышения отношения главный пик/0 лизин антитела-1

Культивирование клеток выполняют по типу периодического культивирования с подпиткой. Культуральную среду Hyclone CDM4Mab периодически подпитывают питательными веществами. Культуральные среды инокулируют клетками в концентрации 0,5-0,6×10⁶/мл и позволяют им расти. Когда количество клеток достигает 12-13×10⁶/мл (на 3^ий день), температуру изменяют с 37°С на 31°С, и затем загружают первую дозу ионов цинка в концентрации 0,15 мМ, а затем загружают другую дозу в концентрации 0,1 мМ в 6^ой день, и проводят ферментацию еще до дня 7. Наблюдаемое снижение гетерогенности приводится в таблице ниже.

Пример 12

Использование ионов цинка для уменьшения основных вариантов или повышения отношения главный пик/0 лизин антитела-3

Культивирование клеток выполняют по типу периодического с подпиткой. Культуральные среды Invitrogen CDOptiCHO периодически снабжают питательными веществами. Культуральные среды инокулируют клетками в концентрации 0,5-0,6×10⁶/мл и позволяют им расти. Когда количество клеток достигает 12-13×10⁶/мл (день 3), температуру изменяют с 37°С на 31°С, и загружают первую дозу ионов цинка в концентрации 0,1 мМ, а затем загружают другую дозу в концентрации 0,1 мМ в день 6, и проводят ферментацию еще до дня 8. Наблюдаемое снижение гетерогенности приводится в таблице ниже.

Настоящее изобретение относится к области биотехнологии, конкретно к рекомбинантному получению антител, и может быть использовано для снижения гетерогенности антител во время культивирования. Получают антитела с пониженной гетерогенностью, вызванной вариациями в относительном содержании лизинового остатка на С-концах, путем добавления в культуральную среду во время культивирования двухвалентных ионов цинка (Zn⁺²) в концентрации 0,05-1,5 мМ и путем снижения осмотического давления клеточной культуральной среды от 240 до 260 мОсм/кг. Изобретение позволяет получить моноклональные антитела повышенного качества, по сравнению со стандартной процедурой получения, путем снижения доли основных вариантов у антител, у которых наблюдается С-концевая вариация лизина, что снижает гетерогенность в антителах. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 12 ил., 12 табл., 12 пр.

1. Способ снижения гетерогенности, вызванной вариациями в относительном содержании лизинового остатка на С-конце антител, полученных путем культивирования клеток, путем уменьшения относительного содержания лизинового остатка на С-концах антител, включающий добавление двухвалентного иона цинка в концентрации, находящейся в диапазоне от примерно 0,05 мМ до примерно 1,5 мМ в культуральную среду, или уменьшение осмотического давления культуральной среды до давления, находящегося в диапазоне от примерно 240 мОсм/кг до примерно 260 мОсм/кг, или их комбинацию для получения указанных антител с пониженной гетерогенностью.

2. Способ по п. 1, при этом путем осуществления указанного способа снижают гетерогенность для доли антител, колеблющейся от примерно 75% до примерно 100%.

3. Способ по п. 1, при этом антитела являются антителами, встречающимися в природе, или рекомбинантными антителами, выбранными из группы, включающей моноклональные антитела, модифицированные антитела, производные антител и фрагменты антител или их любую комбинацию.

4. Способ по п. 1, при этом снижение гетерогенности относительного содержания лизина у антител составляет от 3% до 30%, и возрастание соотношения основной пик/0 лизин антител составляет от 5% до 25%.

5. Способ по п. 1, при этом культивирование представляет собой периодическое культивирование с подпиткой и включает культивирование клеток млекопитающих, предпочтительно культивирование линии клеток яичника китайского хомячка (СНО).

6. Способ по п. 1, при этом добавление двухвалентного иона цинка осуществляют во время культивирования клеток при температуре, находящейся в диапазоне от примерно 30°C до примерно 32°C, первый раз во время фазы клеточного роста и второй раз во время фазы продуцирования полипептидов; или добавление двухвалентного иона цинка осуществляют на начальной фазе перед указанным культивированием клеток.

7. Способ получения антитела с пониженной гетерогенностью, вызванной вариациями в относительном содержании лизинового остатка на С-конце антитела, путем уменьшения относительного содержания лизинового остатка на С-конце антитела, включающий следующие действия:
a) культивирования клеток в культуральной среде для получения антитела и добавления в культуральную среду двухвалентного иона цинка в концентрации, находящейся в диапазоне от примерно 0,05 мМ до примерно 1,5 мМ, или уменьшения осмотического давления культуральной среды до давления, находящегося в диапазоне от примерно 240 мОсм/кг до примерно 260 мОсм/кг, или их комбинацию; и
b) извлечения из культуральной среды антитела с пониженной гетерогенностью.

8. Способ по п. 7(a), при этом клетки культивируют в концентрации, находящейся в диапазоне от примерно 0,5×10⁶ клеток/мл до примерно 0,6×10⁶ клеток/мл.

9. Способ по п. 7(a), при этом культивирование осуществляют при температурах, находящихся в диапазоне от примерно 36°C до примерно 38°C.

10. Способ по п. 7, при этом антитело является антителом, встречающимся в природе, или рекомбинантным антителом, выбранным из группы, включающей моноклональное антитело, модифицированное антитело, производное антитела и фрагмент антитела или их любую комбинацию.

11. Способ по п. 7, при этом путем осуществления указанного способа снижают гетерогенность для доли антител, находящейся в диапазоне от примерно 75% до примерно 100%.

12. Способ по п. 7, при этом снижение в гетерогенности относительного содержания лизина в антителе составляет от 3% до 30%, и возрастание соотношения основной пик/0 лизин антител составляет от 5% до 25%.

13. Способ по п. 7, при этом культивирование представляет собой периодическое культивирование с подпиткой и включает культивирование клеток млекопитающих, предпочтительно культивирование линии клеток яичника китайского хомячка (СНО).

14. Способ по п. 7(b), при этом добавление двухвалентного иона цинка осуществляют во время культивирования, первый раз во время фазы клеточного роста и второй раз во время фазы продуцирования полипептидов при температурах, находящихся в диапазоне от примерно 30°C до примерно 32°C; или добавление двухвалентного иона цинка осуществляют на начальной фазе перед указанным культивированием клеток.

15. Способ по п. 14, при этом в фазе клеточного роста концентрация клеток находится в диапазоне от примерно 12×10⁶ клеток/мл до примерно 13×10⁶ клеток/мл, и при этом в фазе продуцирования полипептида концентрация клеток находится в диапазоне от примерно 13×10⁶ клеток/мл до примерно 15×10⁶ клеток/мл.